가상 스크리닝 (virtual screening)

한 줄 정의: 컴퓨터 계산으로 대규모 화합물 라이브러리에서 표적에 활성이 있을 가능성이 높은 후보를 골라내는 방법입니다.

쉽게 풀면

실제로 수백만 개 화합물을 모두 실험하는 대신, 컴퓨터로 먼저 "붙을 것 같은" 화합물을 골라 실험 대상을 줄이는 방법입니다. 표적 단백질 구조에 화합물을 끼워 맞춰 보는 방식과, 이미 알려진 활성 화합물과 닮은 것을 찾는 방식이 대표적입니다.

왜 중요한가

고속대량스크리닝보다 훨씬 적은 비용으로 넓은 화학 공간을 탐색할 수 있어 초기 신약 발굴 논문에서 매우 흔히 쓰입니다. 결과의 타당성은 결국 실험으로 확인한 적중률로 평가됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"약 200만 개 화합물을 대상으로 구조 기반 가상 스크리닝을 수행하고 상위 100개를 구매하여 효소 분석을 진행하였다."

계산으로 후보를 대폭 줄인 뒤 소수만 실제로 실험했다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

가상 스크리닝은 표적 구조를 이용하는 구조 기반 방식(주로 분자도킹)과 알려진 활성 리간드 정보를 이용하는 리간드 기반 방식(유사성 검색, 약물작용단 모델, QSAR 모델)으로 나뉩니다. 보통 물성·PAINS 필터로 라이브러리를 정리한 뒤 여러 단계로 점점 정밀한 계산을 적용합니다. 성능은 알려진 활성물과 가짜 화합물(decoy)을 섞은 데이터로 농축 계수 등을 계산해 검증합니다.

주의할 점

가상 스크리닝은 후보를 고르는 전체 전략이고, 분자도킹은 그 안에서 쓰이는 한 가지 계산 도구입니다. 도킹 점수가 높다고 실제 결합이나 활성이 보장되지는 않습니다.